CN112369751A - 一种可超速提醒的安全智能头盔 - Google Patents

Abstract

本发明属于交通安全设备技术领域，具体为一种可超速提醒的安全智能头盔。本发明的安全智能头盔包括头盔主体、单片机、蓝牙模块、触摸式电容屏模块、指纹识别模块以及智能头盔手机APP；单片机安装在头盔内部或外部，通过USB线将外部供电设备与单片机相连；手机APP通过调用手机蓝牙与单片机的蓝牙模块相连，同时进行数据传输；本发明利用单片机的信号处理能力，通过蓝牙实现与手机智能头盔APP的数据传输，使得机动车骑手在骑行过程中可以及时收到超速提醒，减少事故发生概率；另外，引入身份识别功能，可避免使用混乱；引入路径规划和导航功能，可优化行驶路程，节省行驶时间。

Description

一种可超速提醒的安全智能头盔

技术领域

本发明属于交通安全设备技术领域，具体涉及一种可超速提醒的安全智能头盔。

背景技术

目前，我国摩托车、助动车等交通工具发展迅速，同时，骑手交通事故也频发。尤其是饮食外卖、商务派送等骑手交通事故率不断上升。在2019年，外卖订单的平均交货时间比三年前缩短了10分钟。在外卖APP系统算法的控制与规训下，外卖骑手被迫选择超速、闯红灯、逆行等，进而导致遭受交通事故的概率上升。

虽然当前外卖平台鼓励甚至要求骑手在送餐过程中佩戴头盔 ，但现有的头盔仅能起到基础的防护作用，有的骑手为了方便等甚至选择不带头盔，这样更是增加了风险概率。但各大外卖平台并没有针对外卖骑手的安全问题采取实质有效的措施，反而是采取了社交营销，在骑手所带的头盔上增加了耳朵、竹蜻蜓等装饰。

针对这样的现象，为了更好的保障骑手的安全，本发明研究设计了一种智能头盔，可以录入外卖员的指纹，并在指纹识别与所录入的指纹匹配之后，开启手机智能头盔APP与头盔内置单片机的数据传输。手机APP可以显示当前的具体位置信息和经纬度，并且显示实时速度数据，通过蓝牙模块将速度数据传输到单片机。单片机接收到速度数据后，将其与设定的速度值进行比较，如果骑手超速，便会调用蜂鸣器实现超速提醒。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实现超速提醒的安全智能头盔，以解决骑手超速导致交通事故问题。

本发明提供的可实现超速提醒的安全智能头盔，具有身份识别功能、路径规划和导航功能、超速提醒功能；具体包括头盔主体、单片机、蓝牙模块、触摸式电容屏模块、指纹识别模块，以及相应的智能头盔手机APP；其中：

所述头盔，为通常的机动车骑手用头盔；

所述单片机，采用STM32，安装在头盔外部，通过USB线将外部供电设备与单片机相连，可向单片机供电；

所述蓝牙模块，使用ATK-HC05主从一体蓝牙串口模块。该蓝牙模块共有五个引脚，分别通过连接线接到单片机STM32上；

所述触摸式电容屏模块，使用4.3寸触摸屏。电容屏通过TFT-LCD接口与单片机相连。

所述指纹识别模块，使用ATK-AS608；该指纹识别模块通过六条连接线连结到STM32单片机上，可完成指纹录入和指纹识别的功能；

所述手机APP，是针对智能头盔的超速提醒应用场景所设计出，专门用于和智能头盔的连接与数据传输；手机APP通过调用手机蓝牙与单片机的蓝牙模块相连，同时可以进行数据传输；手机APP具有输入账号和密码、进行用户登录功能，用手机蓝牙搜索可用蓝牙设备并进行连接的功能，当前速度传输到单片机的功能，以及路线规划和导航功能。

本发明提供的可超速提醒的安全智能头盔，具体使用步骤如下：

S1: 录入新用户的指纹；

S2: 检测指纹是否匹配；如果匹配进入S3，如果不匹配则重新回到S2；

S3: 打开手机APP, 开启手机APP的蓝牙，并与单片机蓝牙模块相连；

S4: 单片机获取手机APP传输来的当前速度数据；

S5: 手机APP端可输入目的地进行路线规划和导航；

S6: 单片机的超速报警。

本发明中：

步骤S1所述录新用户指纹，包括以下步骤：

S11: 按下电容屏上显示的“录指纹”，将任意一根手指放在指纹收集器上；

S12: 听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“请再按一次指纹”之后，将手指抬起并再次放在指纹收集器上；

S13：再次听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“对比两次指纹，对比成功，两次指纹一样”，即可进入下一步骤。随后电容屏上显示“请输入储存ID，按Enter键”，用户可输入从0到299的任意数字，成为自己的指纹ID。待电容屏上显示“录入指纹成功”，则步骤S1结束。如果电容屏上显示“指纹不匹配”，则跳转到步骤S11，重新录入指纹。

步骤S2中，所述检测指纹是否匹配，是指用户的指纹已经在指纹库，使用时需要进行指纹匹配检测，才能开启手机APP和单片机之间的蓝牙数据传输；具体包括以下步骤：

S21: 将手机过指纹的手指放在指纹收集器上；

S22: 检测到该指纹和指纹库中的指纹匹配时，就能听到“滴”的一声，并且电容屏上会显示“指纹匹配成功，指纹ID为xxx”，则进入下一步骤；如果电容屏显示“两次指纹不匹配”，则重复步骤S21；

S23: 监测到指纹匹配成功之后，单片机启用蓝牙功能。

步骤S3中，所述打开手机APP，开启手机APP的蓝牙，并与单片机蓝牙模块相连，具体包括以下步骤：

S31:打开手机智能头盔APP，输入账号密码进行登录，登录成功后进入主页面；

S32:手机APP启动蓝牙，自动查找可配对蓝牙设备；

S33: 查找到可用的蓝牙设备后，选择需要配对的单片机蓝牙设备，点击，即可成功配对。

步骤S4中，所述单片机获取手机APP传输来的当前速度数据，具体包括以下步骤：

S41: 手机APP显示骑手现在的位置，经度纬度，以及当前速度（单位：km/h）；

S42: 通过上述步骤蓝牙连接成功后，手机通过蓝牙向单片机发送速度数据；

S43: 单片机电容屏上显示从手机蓝牙获取的当前速度数据。

步骤S5中，所述手机APP端输入目的地进行路线规划和导航，具体包括以下步骤：

S51: 在搜索框内输入目的地关键词，点击“搜索”，在下面自动生成的相关地点中选择用户想要去的地点；

S52: 手机APP会自动跳转到导航界面，为用户提供三条备选路径，可选择其中一条路径；

S53: 点击手机APP下方的开始导航，即可进入导航功能；骑手可以根据导航路线的带领，开始骑车行进。

步骤S6中，所述单片机的超速报警，具体包括以下步骤：

S61: 骑手带上与app成功连接的智能头盔之后，开始骑行；

S62: 单片机收到从手机传输来的当前速度数据，和设定限制速度进行比较；

S63: 如果当前速度大于设定速度，单片机蜂鸣器响；

S64: 骑手听到蜂鸣器响，就会降低行进速度；单片机监测到当前速度低于限定速度时，蜂鸣器停止；如果骑手未降低骑行速度到限定值以下时，蜂鸣器持续响，重复步骤S63。

本发明提供的技术方案至少具有以下有益效果：

本发明的可超速提醒智能头盔，利用单片机的信号处理能力，通过蓝牙实现与手机智能头盔APP的数据传输，将硬件和软件连接起来，使得机动车骑手在骑行过程中可以及时收到超速提醒，减少事故发生概率；另外，引入身份识别功能，可避免使用混乱；引入路径规划和导航功能，可优化行驶路程，节省行驶时间。

附图说明

图1为智能头盔结构图示。

图2为智能头盔使用流程图示。

图3为步骤S1的流程图示。

图4为步骤S2的流程图示。

图5为步骤S3的流程图示。

图6为步骤S4的流程图示。

图7为步骤S5的流程图示。

图8为步骤S6的流程图示。

具体实施方式

下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。

本发明提出的基于单片机STM32的智能头盔，参阅图1所示；包括，头盔主体，单片机STM32，蓝牙模块，触摸式电容屏模块，指纹识别模块，以及相应的智能头盔手机APP。

进一步的，所述单片机STM32可以安装在头盔外部，通过USB线将外部供电设备与单片机相连，可向单片机供电。

进一步的，所述蓝牙模块使用的是ATK-HC05主从一体蓝牙串口模块。该蓝牙模块共有五个引脚，分别通过连接线接到单片机STM32上。

进一步的，所述触摸式电容屏模块使用的是4.3寸触摸屏。电容屏通过TFT-LCD接口与单片机相连。它在液晶显示器的每个像素上配备了薄膜晶体管（TFT），可以有效克服非门控期间的串扰，使LCD显示屏的静态特性与扫描线数无关，从而大大提高了图像质量。

进一步的，所述指纹识别模块使用的是ATK-AS608，指纹识别模块可通过六条连接线连结到STM32单片机上，从而完成指纹录入和指纹识别的功能。

进一步的，所述手机APP是针对智能头盔的超速提醒应用场景所设计出来的，专门用于和智能头盔的连接与数据传输。手机APP通过调用手机蓝牙与单片机的蓝牙模块相连，同时可以进行数据传输。手机APP包括了输入账号和密码进行用户登录功能，其用手机蓝牙搜索可用蓝牙设备并进行连接的功能，当前速度传输到单片机的功能，以及路线规划和导航功能。

本发明的可实现超速提醒的智能头盔的使用方法，具体步骤（参阅图2所示）：

S1: 录入新用户的指纹。

S2: 检测指纹是否匹配。如果匹配进入S3，如果不匹配则重新回到S2。

S3: 打开手机APP, 开启手机APP的蓝牙，并与单片机蓝牙模块相连。

S4: 单片机获取手机APP传输来的当前速度数据。

S5: 手机APP端可输入目的地进行路线规划和导航。

S6:实现单片机的超速报警功能。

进一步的，步骤S1中，录新用户指纹的时候，包括以下步骤（参阅图3所示）：

S11: 按下电容屏上显示的“录指纹”，将任意一根手指放在指纹收集器上。

S12: 听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“请再按一次指纹”之后，将手指抬起并再次放在指纹收集器上。

S13：再次听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“对比两次指纹，对比成功，两次指纹一样”，即可进入下一步骤。随后电容屏上显示“请输入储存ID，按Enter键”，用户可输入从0到299的任意数字，成为自己的指纹ID。待电容屏上显示“录入指纹成功”，则步骤S1结束。如果电容屏上显示“指纹不匹配”，则跳转到步骤S11，重新录入指纹。

进一步的，步骤S2中，在用户的指纹已经在指纹库后，需要进行指纹匹配检测，才能开启手机APP和单片机之间的蓝牙数据传输。包括以下步骤（参阅图4所示）：

S21: 将手机过指纹的手指放在指纹收集器上。

S22: 检测到该指纹和指纹库中的指纹匹配时，就能听到“滴”的一声，并且电容屏上会显示“指纹匹配成功，指纹ID为xxx”，则进入下一步骤。如果电容屏显示“两次指纹不匹配”，则重复步骤S21。

S23: 监测到指纹匹配成功之后，单片机启用蓝牙功能。

进一步的，步骤S3中，打开手机APP，开启手机APP和STM32之间数据传输，包括以下步骤（参阅图5所示）：

S31: 打开手机智能头盔APP，输入账号密码进行登录，登录成功后进入主页面。

S32: 手机APP启动蓝牙，自动查找可配对蓝牙设备。

S33: 查找到可用的蓝牙设备后，选择我们需要配对的单片机蓝牙设备，点击，即可成功配对。

进一步的，步骤S4中，单片机通过蓝牙传输数据获取手机当前速度数据，包括以下步骤（参阅图6所示）：

S41: 手机APP显示骑手现在的位置，经度纬度，以及当前速度（单位：km/h）。

S42: 通过上述步骤蓝牙连接成功后，手机通过蓝牙向单片机发送速度数据。

S43: 单片机电容屏上显示从手机蓝牙获取的当前速度数据。

进一步的，步骤S5中，使用APP进行目的地输入和导航功能，包括以下步骤（参阅图7所示）：

S51: 在搜索框内输入目的地关键词，点击“搜索”，在下面自动生成的相关地点中选择用户想要去的地点。

S52: 手机APP会自动跳转到导航界面，为用户提供三条备选路径，可选择其中一条路径。

S53: 点击手机APP下方的开始导航，即可进入导航功能。骑手可以根据导航路线的带领，开始骑车行进。

进一步的，步骤S6中，速度超过限定值报警，包括以下步骤（参阅图8所示）：

S61: 骑手带上与app成功连接的智能头盔之后，开始骑行。

S62: 单片机收到从手机传输来的当前速度数据，和设定限制速度进行比较。

S63: 如果当前速度大于设定速度，单片机蜂鸣器响。

S64: 骑手听到蜂鸣器响，就会降低行进速度。单片机监测到当前速度低于限定速度时，蜂鸣器停止。如果骑手未降低骑行速度到限定值以下时，蜂鸣器持续响，重复步骤S63。

除此之外，本发明的一种可以实现超速提醒的智能头盔，还提供如下使用场景：

外卖骑手一般由于时间限制和距离的双重压力，经常会有骑行超速导致事故发生的情况。他们可以选择带上本发明提供的智能头盔，每个智能头盔可以固定用于某一骑手。在使用之前，骑手先进行个人指纹的录入，指纹录入成功之后，进行指纹匹配检测。指纹匹配成功后，打开手机智能头盔APP，输入账号和密码进行登录，登录成功后，APP自动启用手机蓝牙，搜索可用蓝牙设备。在蓝牙设备中选择需要配对的单片机蓝牙模块，即可成功连接。随后，骑手在手机APP上输入目的地，选择路线，开始骑行。手机APP会显示路线导航，单片机电容屏上显示当前骑手行驶速度。假设骑手所设置的限制速度为25km/h，当骑手速度超过25km/h时，单片机蜂鸣器向，提醒骑手降低骑行速度。骑手听到蜂鸣器响，并降低骑行速度后，蜂鸣器响声停止。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通和修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种可超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，具有身份识别功能、路径规划和导航功能、超速提醒功能；具体包括头盔主体、单片机、蓝牙模块、触摸式电容屏模块、指纹识别模块，以及相应的智能头盔手机APP；其中：

所述头盔，为机动车骑手用头盔；

所述单片机，采用STM32，安装在头盔内部或外部，通过USB线将外部供电设备与单片机相连，可向单片机供电；

所述蓝牙模块，使用ATK-HC05主从一体蓝牙串口模块；该蓝牙模块共有五个引脚，分别通过连接线接到单片机STM32上；

所述触摸式电容屏模块，使用4.3寸触摸屏；该电容屏通过TFT-LCD接口与单片机相连；

所述指纹识别模块，使用ATK-AS608；该指纹识别模块通过六条连接线连结到STM32单片机上，实现指纹录入和指纹识别的功能；

所述手机APP，用于和智能头盔的连接与数据传输；手机APP通过调用手机蓝牙与单片机的蓝牙模块相连，同时进行数据传输；手机APP具有输入账号和密码、进行用户登录功能，用手机蓝牙搜索用蓝牙设备并进行连接的功能，当前速度传输到单片机的功能，以及路线规划和导航功能。

2.根据权利要求1所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，具体使用步骤如下：

S1: 录入新用户的指纹；

S2: 检测指纹是否匹配；如果匹配进入S3，如果不匹配则重新回到S2；

S3: 打开手机APP, 开启手机APP的蓝牙，并与单片机蓝牙模块相连；

S4: 单片机获取手机APP传输来的当前速度数据；

S5: 手机APP端可输入目的地进行路线规划和导航；

S6: 单片机的超速报警。

3.根据权利要求2所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S1所述录新用户指纹，包括以下步骤：

S11: 按下电容屏上显示的“录指纹”，将任意一根手指放在指纹收集器上；

S12: 听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“请再按一次指纹”之后，将手指抬起并再次放在指纹收集器上；

S13：再次听到“滴”的一声，并且电容屏上显示“对比两次指纹，对比成功，两次指纹一样”，即进入下一步骤；随后电容屏上显示“请输入储存ID，按Enter键”，用户可输入从0到299的任意数字，成为自己的指纹ID；待电容屏上显示“录入指纹成功”，则步骤S1结束；如果电容屏上显示“指纹不匹配”，则跳转到步骤S11，重新录入指纹。

4.根据权利要求3所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S2中，所述检测指纹是否匹配，是指用户的指纹已经在指纹库，使用时需要进行指纹匹配检测，才能开启手机APP和单片机之间的蓝牙数据传输；具体包括以下步骤：

S21: 将手机过指纹的手指放在指纹收集器上；

S22: 检测到该指纹和指纹库中的指纹匹配时，就能听到“滴”的一声，并且电容屏上会显示“指纹匹配成功，指纹ID为xxx”，则进入下一步骤；如果电容屏显示“两次指纹不匹配”，则重复步骤S21；

S23: 监测到指纹匹配成功之后，单片机启用蓝牙功能。

5.根据权利要求4所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S3中所述打开手机APP，开启手机APP的蓝牙，并与单片机蓝牙模块相连，具体包括以下步骤：

S31:打开手机智能头盔APP，输入账号密码进行登录，登录成功后进入主页面；

S32:手机APP启动蓝牙，自动查找可配对蓝牙设备；

S33: 查找到可用的蓝牙设备后，选择需要配对的单片机蓝牙设备，点击，即成功配对。

6.根据权利要求5所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S4中所述单片机获取手机APP传输来的当前速度数据，具体包括以下步骤：

S41: 手机APP显示骑手现在的位置，经度纬度，以及当前速度；

S42: 通过上述步骤蓝牙连接成功后，手机通过蓝牙向单片机发送速度数据；

S43: 单片机电容屏上显示从手机蓝牙获取的当前速度数据。

7.根据权利要求6所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S5中所述手机APP端输入目的地进行路线规划和导航，具体包括以下步骤：

S51: 在搜索框内输入目的地关键词，点击“搜索”，在下面自动生成的相关地点中选择用户想要去的地点；

S52: 手机APP会自动跳转到导航界面，为用户提供三条备选路径，可选择其中一条路径；

S53: 点击手机APP下方的开始导航，即进入导航功能；骑手根据导航路线的带领，开始骑车行进。

8.根据权利要求7所述的可实现超速提醒的安全智能头盔，其特征在于，步骤S6中所述单片机的超速报警，具体包括以下步骤：

S61: 骑手带上与app成功连接的智能头盔之后，开始骑行；

S62: 单片机收到从手机传输来的当前速度数据，和设定限制速度进行比较；

S63: 如果当前速度大于设定速度，单片机蜂鸣器响；

S64: 骑手听到蜂鸣器响，就会降低行进速度；单片机监测到当前速度低于限定速度时，蜂鸣器停止；如果骑手未降低骑行速度到限定值以下时，蜂鸣器持续响，重复步骤S63。

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